- ما هي الهيدروكربونات؟
- خصائص الهيدروكربونات
- تصنيف المحروقات
- أهمية المحروقات
- مشتقات وتطبيقات الهيدروكربونات
- التأثير البيئي للهيدروكربونات
نفسر ما هي الهيدروكربونات وخصائصها وكيف يتم تصنيفها. بالإضافة إلى مشتقاته وتطبيقاته وتأثيره البيئي.
ما هي الهيدروكربونات؟
الهيدروكربونات هي أنواع مختلفة من مجمعات سكنية عضوي. قد يكون لديهم تعقيد أكبر أو أقل ، لكنهم دائمًا ما يتكونون من هيكل عظمي ذرات الكربون (C) والهيدروجين (H) ، وكذلك في نهاية المطاف أخرى عناصر.
يقدم كل هيدروكربون أنماطه الهيكلية ، حيث أن تكوينه الخاص يحدد خصائصه الفيزيائية والكيميائية ، وكذلك اسم مادة ما هو عليه. ال البترول، ال غاز طبيعي والفحم هي المصادر الرئيسية للهيدروكربونات.
توجد معظم الهيدروكربونات في المناطق الداخلية من الارض، مدفونة تحت طبقات وطبقات من الصخور و انا عادة. هم نتاج التحلل اللاهوائي ، في ظل ظروف محددة للغاية ، لكميات كبيرة من مواد عضويةالتي كانت تشكل في العصور القديمة جسدًا مختلفًا كائنات حية.
توجد الهيدروكربونات أيضًا في أجسام كائنات حية مختلفة ، تحت أشكال معينة مثل المطاط الذي تولده أشجار المطاط ، أو مجموعة من الأصباغ تسمى كاروتين ، والتي تحتوي عليها بعض النباتات. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تصنيعها في المختبر ، بالاعتماد على مواد خام مناسب.
نظرًا لإمكانياتها الكيميائية والطاقة الهائلة ، تعد الهيدروكربونات جزءًا لا غنى عنه من العناصر المختلفة الصناعات، من بينها ، في الحصول الطاقة الكهربائية.
خصائص الهيدروكربونات
بعض خصائص الهيدروكربونات هي:
- وهي تتكون في الغالب من الكربون والهيدروجين وإضافات نهائية لعناصر أخرى أو مجموعات جذرية أخرى. في حين أن ذرات الكربون الخاصة بهم تشكل بنية المركب ، فإن ذرات الهيدروجين في بعض الحالات تعمل كجسر لتماسكهم معًا في تكوين (شكل ، بنية، التوجه).
- قد يكون لديهم إطار الجزيئات خطي أو متفرع ، مفتوح أو مغلق. يعتمد على ترتيبها وكمية المكونات سواء كانت هيدروكربونية أو أخرى.
- إنها شديدة الاشتعال ولديها قدرة طاقة هائلة ، مما يجعلها مادة خام مثالية للتحول الصناعي وللحصول على الطاقة.
- وهي في الغالب سامة ويمكن أن تنبعث أبخرة خطير على الصحة.
تصنيف المحروقات
منذ اكتشافها في القرن التاسع عشر ، تم تصنيف الهيدروكربونات وفقًا لمعيارين محتملين: نوع بنيتها وأنواع الروابط بين ذراتها. حسب التصنيف الأول ، يتم تمييز فئتين:
- الهيدروكربونات الحلقية أو المفتوحة السلسلة. هم أولئك الذين لا تنغلق سلسلة جزيئاتهم على نفسها. في المقابل ، يمكن تقسيمها إلى خطية (على شكل خط) أو متفرعة (بفروع مختلفة). فمثلا:
- الهيدروكربونات الحلقية أو المغلقة السلسلة. هم أولئك الذين تنغلق سلسلة جزيئاتهم على نفسها. في المقابل ، يمكن تقسيمها إلى أحادية الحلق (دورة واحدة) ومتعددة الحلقات (دورات متعددة). فمثلا:
بطاعة التصنيف الثاني ، بدلاً من ذلك ، لدينا:
- الهيدروكربونات العطرية. لديهم حلقة عطرية ، أي بنية دورية تخضع لما يسمى بقاعدة Hückel ، والتي تنص على أن عدد الإلكترونات غير المحددة في مركب عطري يتوافق مع:
أين:
-
- ن. يمثل أ الرقم كاملا.
- ني. يمثل عدد الإلكترونات غير محدد في المركب العطري.
على سبيل المثال ، يحتوي البنزين (C6H6) على 6 إلكترونات غير محددة (تسمى إلكترونات pi (𝛑)) في هيكلها ، مما يعني أن ن يجب أن تكون مساوية لـ 1.
عادةً ما يتم اشتقاق جميع الهيدروكربونات العطرية تقريبًا من البنزين (وإن لم يكن دائمًا) ، وبالتالي فإن البنية السداسية للبنزين هي جزء من العديد من هذه المركبات العطرية. يأتي اسم "عطري" من حقيقة أن هذه المركبات تم الحصول عليها في البداية عن طريق التحلل مواد كيميائية رائحة طيبة. بعض الأمثلة على المركبات العطرية هي:
- الهيدروكربونات الأليفاتية. يفتقرون إلى حلقة عطرية. اسمها يأتي من اليونانية أليفار، أي "الدهون" ، حيث تم الحصول عليها من تحلل الزيوت و الدهون. يتم تصنيفها على أنها مشبعة (ممنوحة بروابط ذرية واحدة) وغير مشبعة (تمتلك على الأقل رابطة متعددة أو مزدوجة أو ثلاثية). بعض الأمثلة على الهيدروكربونات الأليفاتية هي:
أهمية المحروقات
الهيدروكربونات هي مواد متعددة الاستخدامات للغاية لأنها تعمل بمثابة مواد خام للحصول على منتجات متنوعة للغاية. بالإضافة إلى ذلك ، لديهم إمكانات كبيرة للطاقة ، أي الخاصة بهم الإحتراق سهلة ومكثفة ، بحيث تحافظ بقوة على مجموعة متنوعة من الصناعات، بدءا من المواد ، المذيبات، ال الوقود الحفريلتوليد الطاقة الكهربائية.
يضاف إلى ذلك حقيقة أن تكوينها استغرق ملايين السنين من العمليات الكيميائية البطيئة تحت الأرض ، بحيث تشكل موردًا مهمًا ولكن غير متجدد، والتي سيتم استنفادها يومًا ما إلى الأبد (أو على الأقل لفترة زمنية جيدة). يجب أن يتم استخدامه في ظل ظروف المسؤولية القصوى.
مشتقات وتطبيقات الهيدروكربونات
الهيدروكربونات لها مجموعة كبيرة من الاستخدامات ل كائن بشريمن بينها:
- توليد الطاقة. بفضل قدرتها الهائلة على الإحتراق، وتستخدم الهيدروكربونات مصدر الطاقة لتوليد كهرباء. يتم تنفيذ ذلك في أنواع معينة من محطات الطاقة ، ويوفر الطاقة لكل من المنازل والصناعات الأخرى ويسمح بدعم أسلوب حياتنا.
- جيل الوقود. تسمح لهم طاقتهم الإنتاجية بتصنيع أنواع مختلفة من الوقود (بنزين ، ديزل ، غاز طبيعي مسال) ، لتشغيل أنواع مختلفة من المركبات ، أو لتشغيل العديد من الأجهزة المنزلية مثل سخانات الفضاء والمواقد والسخانات التي تعمل باستخدام الغازات مثل البوتان أو البروبان.
- الحصول بلاستيك. يمكن الحصول على أنواع مختلفة من المواد البلاستيكية والمتعددة الاستخدامات في المختبرات من خلال معالجة الهيدروكربونات. هذه المواد رخيصة وفعالة وسهلة التصنيع لدرجة أن هناك صناعة ضخمة من حولها.
- صناعة المذيبات وغيرها منتجات. العديد من الهيدروكربونات هي مكونات أساسية للمذيبات والمذيبات ومنتجات التنظيف والأسمدة والقار.
التأثير البيئي للهيدروكربونات
استخدام الهيدروكربونات له كلفته ، والأول تأثير يأخذها بيئة. بشكل عام ، فهو يقع في حوالي مواد سامة، قادرة على إحداث أضرار بيئية كبيرة في حالة إغراقها في طبيعة سجية، كما هو الحال مع انسكاب الزيت أو تسرب الزيت. غالبًا ما يكون إصلاح هذه الأضرار البيئية مكلفًا ويستغرق وقتًا طويلاً.
بالإضافة إلى ذلك ، اعتمادًا على الهيدروكربون ، فإن إطلاقه أو احتراقه ينبعث منه غازات الاحتباس الحراري إلى أجواء، أي الغازات الغنية بالكربون مثل الميثان (CH4) أو نشبع (ثاني أكسيد الكربون).
هذه الغازات يمكن أن تدمر طبقة الاوزون الكوكب ، وكذلك منع هروب الطاقة عبر الغلاف الجوي ، مما يساهم بشكل كبير في الاحتباس الحرارى و ل تغير مناخي. في الواقع ، يعد حرق الوقود الأحفوري أحد العوامل الرئيسية في هذه المشكلة العالمية.